beyaz logo.png

Virüs Benzeri Parçacık (VLP) Aşısı Nedir ?


 

Besne Çelik – Moleküler Biyoloji ve Genetik, Afyon Kocatepe Üniversitesi

 

Virüs benzeri parçacıklar (VLP), virüslere benzeyen moleküllerdir, ancak viral genetik materyal (ssRNA, dsDNA vb.) içermedikleri için bulaşıcı değildir. Viral yapısal proteinlerin ayrı ayrı ekspresyon yoluyla doğal olarak sentezlenmektedir. Bu durum daha sonra virüs benzeri yapıya kendi kendine birleşmektedir[1-3]. Farklı virüslerden yapısal kapsid proteinlerinin kombinasyonları, rekombinant VLP’ler yaratmak için kullanılmaktadır. Hepatit B virüsünden (HBV) türetilen ve küçük HBV türevli yüzey antijeninden (HBsAg) oluşan VLP’ler 1968 yılında hasta serumlarında tanımlanmıştır[4]. VLP’ ler, parvovirüs (örneğin adeno ile ilişkili virüs), Retrovirüs (örneğin HIV), Flavivirüs (Hepatit C virüsü), paramyxovirüs (Nipah) ve bakteriyofajlar (Qβ, AP205) dahil olmak üzere çok çeşitli virüs ailelerinin bileşenlerinden üretilmiştir[1]. VLP’ler, bakteriler, memeli hücre hatları, böcek, maya ve bitki hücreleri dahil olmak üzere çoklu hücre kültürü sistemlerinde üretilebilmektedir[5,6]. VLP’ler ayrıca doğada bazı LTR retrotranspozonları tarafından üretilen yapılarda ifade edilmektedir. Bunlar kusurlu, olgunlaşmamış virionlardır, bazen genetik maddeyi içerirler ve fonksiyonel bir viral zarfın olmaması nedeniyle genellikle enfektif değildirler[7,8]. Bunlara ek olarak, eşek arıları, konakçılarını kontrol etmeye yardımcı olmak için patojenik genlere (çekirdek viral genlere sahip değildir) veya gensiz VLP’lere sahip polidnavirüs vektörlerini üretmektedir[9,10]


Aşılar

VLP’ler, güçlü T hücresi ve B hücresi bağışıklık tepkilerini ortaya çıkarabilen yapısal viral epitoplar (antijenik belirleyici) sunan viral yüzey proteinlerinin tekrarlayan, yüksek yoğunluklu görüntülerini içermektedir, parçacıkların kabaca 20-200 nm’lik küçük yarıçapı, lenf düğümlerine yeterli miktarda drenaj (sıvının boşalması) sağlamaktadır. VLP’ler, ticari olarak temin edilebilen Hepatit B ve insan papilloma virüsü için FDA onaylı aşıları geliştirmek için kullanılmıştır. VLP’ler ayrıca chikungunya virüsüne karşı klinik öncesi bir aşı adayı geliştirmek için kullanılmıştır[11]. Merck ve Co. Tarafından Gardasil ve Gardasil-9 ile birlikte GlaxoSmithKline’in Cervarix gibi insan papilloma virüsüne (HPV) karşı çeşitli aşılar bulunmaktadır. Gardasil, HPV tip 6, 11’in L1 proteinlerinden toplanan rekombinant VLP’lerden oluşur, 16 ve 18 mayada ifade edilmektedir. Gardasil-9, gardasil’de bulunan listelenen L1 epitoplarına ek olarak 31, 33, 45, 52 ve 58’lik L1 epitoplarından oluşmaktadır. Cervarix, böcek hücrelerinde eksprese edilen ve 3-O- Desacyl-4-monofosforil lipid (MPL) A ve alüminyum hidroksit ile güçlendirilmiş, HPV tipleri 16 ve 18’in L1 proteinlerinden toplanan rekombinant VLP’lerden oluşmaktadır. Sıtmaya hitap eden ilk VLP aşısı olan Mosquirix (RTS, S), Ab’deki düzenleyiciler tarafından onaylanmıştır[12]. RTS, S hepatit B yüzey antijenine (RTS) kaynaşmış, Hepatit B yüzey antijeni (S) ile kombine edilmiş AS01 ((MPL)A ve saponinden oluşan) ile güçlendirilmiş plasmodium falciparum sirkum sporozoit aşılara göre daha güçlü ve daha uzun süreli koruma sağlayabileceğini göstermektedir[13]. Virüs suşu dizilenir üretilmez üretim başlayabilir ve geleneksel aşılar için 9 aya kıyasla 12 hafta kadar kısa sürmektedir. Erken klinik çalışmalarda, influenza için VLP aşılarının hem influenza A virüsü alt tipi H5N1’e hem de 1918 grip pandemisine karşı tam koruma sağladığı görülmüştür[14]. Novavax ve medicago Inc. VLP grip aşılarının klinik denemelerini yürütmüştür[15,16].


Lipopartikül Teknolojisi

VLP lipo-partikülü, integral membran proteinlerinin çalışmasına yardımcı olmak için geliştirilmiştir[17]. Lipo-partiküller, ilgili konformasyonel olarak bozulmamış bir membran proteinin yüksek konsantrasyonlarını içerecek şekilde tasarlanmış, stabil, oldukça saflaştırılmış, homojen VLP’lerdir. İntegral membran proteinleri, çeşitli biyolojik işlevlerde rol oynamaktadır ve mevcut terapötik ilaçların yaklaşık %50’si tarafından hedeflenmektedir Bununla birlikte, hidrofobik bölgeleri nedeniyle membran proteinlerinin canlı hücrelerin dışında manipüle edilmesi zor olmaktadır. Lipo-partiküller, G proteinine bağlı reseptörler (GPCR), iyon kanalları ve viral zarflar dahil olmak üzere çok çeşitli yapısal olarak bozulmamış membran proteinlerini içermektedir. Lipo-partiküller, antikor taraması, immünojen üretimi ve ligand bağlama testleri dahil olmak üzere çok sayıda uygulama için bir platform sağlamaktadır[18,19].


VLP Aşıları Nasıl Çalışır ?

Virüs benzeri bir parçacık, herhangi bir viral genetik materyal içermediği için bulaşıcı değildir. Gerçek viral moleküllere çok benzedikleri için, vücuda bir VLP verilmesi bir bağışıklık tepkisini tetiklemektedir, ancak bir kişi aşılandığı virüsün herhangi bir semptomunu yaşamamaktadır. Vücut, VLP’ye karşı bir bağışıklık tepkisine sahip olduğunda, virüsü tanıyacak ve gelecekte enfeksiyonu önleyecek ve insanlara bu belirli virüse karşı bağışıklık vermektedir. Bir VLP, birden çok katman halinde düzenlenebilen bir veya daha fazla yapısal proteinden oluşmaktadır. Ayrıca, çok sayıda farklı virüsü kapsayan en dış katman olan bir dış lipid zarfı da içermektedir. Bu dış katman, virüs parçacığı içindeki genetik maddeyi korumaktadır. Bazı virüslerde, zarflar virüsün bulaştığı kişiden genetik medde içermektedir. Bu durum virüsün bağışıklık sistemi tarafından tespit edilmemesine yardımcı olmaktadır. Bir VLP aşısı oluşturmak bakteri, maya, böcek veya memeli hücrelerini kullanmaktadır[20,21]. Seçilen hücre tipi, bu şekilde bir aşı üretmenin ne kadara mal olacağına ve VLP’nin post-translasyonel modifikasyonlar (PTM) yoluyla mümkün olan en güçlü bağışıklık tepkisini tetiklemek için daha sonra modifiye edilmesinin gerekip gerekmediğini bağlı olmaktadır. Bir çalışma, 174 VLP’ de, VLP’ yi yapmak için vakaların %28’inde bakteri sistemlerinin kullanıldığı %20’sinde maya sistemlerinin ve %28’inde böcek sistemlerinin kullanıldığı sonucuna varılmıştır. Bitki ve memeli sistemleri sırasıyla vakaların %9 ve %15’inde kullanılmıştır[22,23].


Hedefleme Gruplarını VLP Yüzeylerine Bağlama

VLP yüzeyine proteinler, nükleik asitler veya küçük moleküller eklemek, örneğin spesifik bir hücre tipini hedeflemek veya bir immün tepkiyi arttırmak için faydalıdır. Bazı durumlarda, ilgilenilen bir protein genetik olarak viral kılıf proteinine kaynaşmaktadır[24]. Bununla birlikte, bu yaklaşım bazen bozulmuş VLP montajına yol açar ve hedefleme ajanı protein bazlı değilse sınırlı kullanıma sahiptir. Bir alternatif, ilgilenilen molekülü kovalent olarak bağlanmak için VLP’yi bir araya getirmek ve ardından kimyasal çapraz bağlayıcılar, reaktif doğal olmayan amino asitler veya SpyTag/SpyCatcher reaksiyonu kullanılmaktadır[25-27]. Bu yöntem, bağlanan moleküle karşı immün yanıtı yönlendirmede etkilidir, böyleyece yüksek düzeyde nötralize edici antikoru indükler ve hatta VLP’lerde görüntülenen kendi kendine proteinlere toleransı kırabilmektedir[28].





Referanslar

1. Zeltins, A. (2013). Construction and characterization of virus-like particles: a review. Molecular Biotechnology, 53 (1): 92–107. doi:10.1007/s12033-012-9598-4.

2. Buonaguro, L., Tagliamonte, M., Tornesello, M.L., Buonaguro, F.M. (2011). Developments in virus-like particle-based vaccines for infectious diseases and cancer. Expert Review of Vaccines. 10 (11): 1569–83. doi:10.1586/erv.11.135.

3. Mohsen, M.O., Gomes, A.C., Vogel, M., Bachmann, M.F. (2018). Interaction of Viral Capsid-Derived Virus-Like Particles (VLPs) with the Innate Immune System. Vaccines. 6 (3): 37. doi:10.3390/vaccines6030037.

4. Bayer, M.E., Blumberg, B.S., Werner, B. (1968). Particles associated with Australia antigen in the sera of patients with leukaemia, Down's Syndrome and hepatitis. Nature. 218 (5146): 1057–9. doi:10.1038/2181057a0.

5. Santi, L., Huang, Z., Mason, H. (2006). Virus-like particles production in green plants. Methods. 40 (1): 66–76. doi:10.1016/j.ymeth.2006.05.020.

6. Huang, X., Wang, X., Zhang, J., Xia, N., Zhao, Q. (2017). Escherichia coli-derived virus-like particles in vaccine development. NPJ Vaccines. 2 (1): 3. doi:10.1038/s41541-017-0006-8.

7. Beliakova-Bethell, N., Beckham, C., Giddings, T.H., Winey, M., Parker, R., Sandmeyer, S. (2006). Ty3 retrotranspozonunun virüs benzeri parçacıkları, P-vücut bileşenleriyle birlikte bir araya gelir . RNA . 12 (1): 94–101. doi : 10.1261 / rna.2264806 .

8. Purzycka, K.J., Legiewicz, M., Matsuda, E., Eizentstat, L.D., Lusvarghi, S., Saha, A.. (2013). Virüs benzeri parçacıklar içindeki Ty1 retrotranspozon RNA yapısını keşfetmek . Nükleik Asitler Araştırması . 41 (1): 463–73. doi : 10.1093 / nar / gks983 .

9. Burke, G.R ., Strand, M.R. (2012). Parazitik Yaban Arılarının Polidnavirüsleri: Gen Taşıma Vektörleri Olarak Görev Yapmak Üzere Virüslerin Evcilleştirilmesi . Böcekler . 3 (1): 91–119. doi : 10.3390 / böcekler3010091 .

10. Leobold, M., Bézier, A., Pichon, A., Herniou, E.A., Volkoff, A.N., Drezen, J.M.,… Abergel, C. (2018). Büyük bir DNA Virüsünün Wasp Venturia canescens tarafından evcilleştirilmesi, Pseudojenizasyon yoluyla Hedeflenen Genom İndirgemesini İçerir. Genom Biyolojisi ve Evrim . 10 (7): 1745–1764. PMC 6054256 . PMID 29931159 .

11. Akahata, W., Yang, Z.Y., Andersen, H., Sun, S., Holdaway, H.A., Kong, W.P. (2010). Salgın Chikungunya virüsü için virüs benzeri bir partikül aşısı, insan olmayan primatları enfeksiyona karşı korur. Nature Medicine. 16(3): 334–8. doi:10.1038 / nm.2105. PMC 2834826 . PMID20111039.

12. Zhang, X., Xin, L., Li, S., Fang, M., Zhang, J., Xia, N., Zhao, Q. (2015). Başarılı insan aşılarından çıkarılan dersler: Kapsid proteinlerini keserek anahtar epitopları belirleme. İnsan Aşıları ve İmmünoterapötikler. 11 (5): 1277–92. doi : 10.1080 / 21645515.2015.1016675 . PMC 4514273 . PMID 25751641.

13. Amerikan mikrobiyoloji Derneği. 27 Mayıs 2010. Tüm Entegre Virüslerden Arındırılmış Bir Streptococcus Mutant Suşunun Oluşturulması" (Basın bülteni). 22.04.2021 tarihindenhttps://asm.org/Events/ASMMicrobe/Home?option=com_content&task=view&id=217&Itemid=1 adresinden erişildi.

14. Perrone, L.A., Ahmad, A., Veguilla, V., Lu, X., Smith, G., Katz, J.M. (2009). 1918 influenza virüsü benzeri partiküllerle burun içi aşılama, fareleri ve gelincikleri ölümcül 1918 ve H5N1 influenza virüsü tehdidinden korur . Journal of Virology . 83 (11): 5726–34. doi : 10.1128 / JVI.00207-09 .

15. John Gever (12 Eylül 2010). ICAAC: Yeni Grip Aşısıyla Görülen Yüksek Antikor Titreler. 22.04.2021 https://www.medpagetoday.org/meetingcoverage/icaac/22129?vpass=1 adresinden erişildi.

16. Landry, N., Ward, B.J., Trépanier, S., Montomoli, E., Dargis, M., Lapini, G., Vézina, L.P. Fouchier, R.A. (2010). Kuş H5N1 gribine karşı bitki yapımı virüs benzeri partikül aşısının klinik öncesi ve klinik gelişimi. PLOS One. 5 (12): e15559. Bibcode : 2010PLoSO ... 515559L . doi : 10.1371 / journal.pone.0015559.

17.Integral Molecular (31.07.2009). 22.04.2021 tarihinde https://web.archive.org/web/20090731142357/http://www.integralmolecular.com/download/INTG-AN-The%20Lipoparticle.pdf adresinden erişildi.

18. Willis, S., Davidoff, C., Schilling, J., Wanless, A., Doranz, B.J., Rucker, J. (2008). Zar protein etkileşimlerinin kantitatif sondaları olarak virüs benzeri parçacıklar . Biyokimya . 47 (27): 6988–90. doi : 10.1021 / bi800540b . PMC 2741162 . PMID 18553929 .

19. Jones, J.W., Greene, T.A., Grygon, C.A., Doranz, B.J., Brown, M.P. (2008). Floresans polarizasyonu kullanılarak G-protein-bağlı reseptörlerin hücresiz analizi. Biyomoleküler Tarama Dergisi . 13 (5): 424–9. doi : 10.1177 / 1087057108318332 . PMID 18567842 .

20. Akahata, W., Urakami, A., Sakurai, A., Ishikawa, M., Yap, L.M., Garcia, Y.F., Haseda, Y., Aoshi, T., Zavala, F.P., Rossmann, M.G., Kuno, S.,…Ueno, R. (2017). Development of a novel virus-like particle vaccine platform that mimics the immature form of alphavirus Clinical and Vaccine Immunology. 24: e00090-17 DOI: 10.1128 / CVI.00090-17

21. Anderson, D. A., Grgacic, E. V. L. (2006).Virus-like particles: passport to immune recognition. Elsevier Public Health Emergency Collection. 40 (1): 60–65. DOI:10.1016 / j.ymeth.2006.07.018

22. Mohsen, M.O., Gomes, A.C., Vogel, M., Bachmann, M.(2018) Interaction of viral capsid-derived virus-like particles (VLPs) with the innate immune system. Vaccines. 6 (3):37. DOI: 10.3390 / vaccines6030037

23.Cervera, L. Fuenmayor, J., Godia, F.(2017). Production of virus-like particles for vaccines. New Biotechnology. 39:174-180. https://doi.org/10.1016/j.nbt.2017.07.010

24. Wetzel, D., Rolf, T., Suckow, M., Kranz, A., Barbian, A., Chan, J.A. (2018). Antijen sunumu için maya bazlı bir VLP platformunun kurulması . Mikrobiyal Hücre Fabrikaları . 17 (1): 17. doi : 10.1186 / s12934-018-0868-0 .

25. Jegerlehner, A., Tissot, A., Lechner, F., Sebbel, P., Erdmann, I., Kündig, T. (2002). A molecular assembly system that renders antigens of choice highly repetitive for induction of protective B cell responses. Vaccine. 20 (25–26): 3104–12. doi:10.1016/S0264-410X(02)00266-9. PMID 12163261.

26. Patel, K.G., Swartz, J.R. (2011). Surface functionalization of virus-like particles by direct conjugation using azide-alkyne click chemistry. Bioconjugate Chemistry. 22 (3): 376–87. doi:10.1021/bc100367u. PMC 5437849. PMID 21355575.

27. Brune, K.D., Leneghan, D.B., Brian, I.J., Ishizuka, A.S., Bachmann, M.F., Draper, S.J. (2016). Plug-and-Display: decoration of Virus-Like Particles via isopeptide bonds for modular immunization. Scientific Reports. 6: 19234. Bibcode:2016NatSR...619234B. doi:10.1038/srep19234. PMC 4725971. PMID 26781591.

28. Thrane, S., Janitzek., C.M., Matondo, S., Resende, M., Gustavsson, T., de Jongh, W.A. (2016). Bacterial superglue enables easy development of efficient virus-like particle based vaccines. Journal of Nanobiotechnology. 14 (1): 30. doi:10.1186/s12951-016-0181-1. PMC 4847360. PMID 27117585.


408 görüntüleme0 yorum

Son Paylaşımlar

Hepsini Gör